Дмитрий Соколов - Необычные изобретения. От Вселенной до атома
Рис. 2.1. Южный берег Исландии. Фото Юлии Цветковой
Рис. 2.2. Формирование береговой линии
1. Способ формирования береговой линии, заключающийся в изменении уровня воды относительно берега, в периодическом воздействии на берег волнами, в образовании в береге волноприбойной ниши с горизонтальной и вертикальной частями, в разрушении и осыпании вертикальной части и дальнейшем воздействии на вертикальную часть волноприбойной ниши волнами, содержащими фрагменты вертикальной части.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействие на вертикальную часть волноприбойной ниши осуществляют ветром.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что периодически изменяют температуру вертикальной части волноприбойной ниши и воды, при этом поддерживая между ними разность температур.
Формула готова, для простоты она также не содержит ограничительной части. Теперь надо составлять описание. Главное, чтобы оно было понятно и подробно раскрывало формулу изобретения. В нем нужно будет привести информацию о материале берега и его прочностных характеристиках, о давлении волн и ветра, о размерах осыпающихся фрагментов вертикальной части волноприбойной ниши и их твердости, о скорости изменения температур берега (например, дневного – ночного) и их соотношениях со скоростями изменения температуры воды. В конце описания надо будет привести технические эффекты (результаты), о которых мы уже говорили. Другие чисто формальные разделы заявки (область применения, описания и критика прототипа) могут быть написаны за 30 минут и их примеры, как мы уже говорили, приведены в Приложениях 1 и 2. После этого подобную заявку можно было бы подавать в Федеральный институт промышленной собственности (ФИПС). Общий объем заявки при такой формуле изобретения будет составлять 4–5 страниц печатного текста, шрифт 14, интервал 1,5. Делать подробное описание необходимо, чтобы его было достаточно для осуществления изобретения. Это требование возможности промышленного применения изобретения согласно п. 4 ст. 1350 четвертой части Гражданского кодекса, а также административного регламента ФИПС.
Следующее интересное изобретение Океана – образование коралловых атоллов (рис. 2.3). Это происходит следующим образом. Сами кораллы – это живые существа – полипы, содержащие кишку-мешочек и щупальца, расположенные в твердом панцире из кальцита. Полипы размножаются друг на друге, умирают и образуют причудливые кораллы. Живут они на глубине не более 50 м и при температуре воды не ниже 20 °C. В какой-то момент в Океане, например, происходит подъем суши, и образуются отмели или острова. Для простоты рассмотрим вариант с островом. На мелководье вокруг острова кольцеобразно начинают расти кораллы. Постепенно они поднимаются к поверхности воды и те, которые располагаются с наружной части отмели, начинают получать больше пищи из океана, и рост их ускоряется. Они поднимаются из воды и еще более препятствуют проникновению планктона внутрь кольца. Ветровая эрозия (а мы помним, какие ветра бывают при тропических циклонах) частично разрушает выступающие из воды кораллы, они превращаются в белоснежный песок и покрывают остров [4]. Атолл готов, и вот формула этого изобретения.
1. Способ образования атолла вокруг острова, содержащий равномерный рост кораллов на мелководье вокруг острова, постепенное уменьшение доступа питательных веществ к зонам кораллов, расположенных ближе к острову, и более интенсивный рост кораллов в зонах, соприкасающихся с открытой водой.
Рис. 2.3. Коралловый атолл
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кораллы подвергают ветровой эрозии, превращают их в песок, который оседает на острове.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что периодически меняют уровень воды вокруг острова.
В описании к этой формуле изобретения необходимо будет сказать, например, про скорость роста кораллов и примерные размеры выступающего кораллового кольца над водой. Обязательно надо будет дать диапазоны уклона дна вокруг острова. Понятно, что если дно будет уходить с большой крутизной, то атолл не сформируется, так как все полипы будут получать пищу равномерно, а ближние к берегу даже в большем количестве из более богатого приповерхностного слоя. Технические эффекты первого пункта формулы тоже есть. Это, например, долговечность существования острова внутри спокойной лагуны кольцевого рифа, появление неограниченного количества рыбы в этой лагуне, простота ее добычи, и наконец защита обитателей острова от нежелательных пришельцев. А чтобы туземцам можно было выбраться в открытый океан, нужно где-нибудь сделать незаметный проход в кораллах. У зависимых пунктов формулы изобретения (второго и третьего) тоже есть технические эффекты. Песок, смешиваясь с водорослями, дает плодородную почву. Приливы не дают застаиваться воде в лагуне, а еще оставляют водоросли на песке, что также повышает плодородие почвы. Я здесь поподробнее остановился на технических эффектах, чтобы подчеркнуть их значимость, так как если при экспертизе заявки будут найдены известные решения, «убивающие» отличительные признаки формулы, то новые технические эффекты могут быть основанием для выдачи патента. Разумеется, при образовании атоллов могут одновременно создаваться и острова при смыкании кораллового кольца, и это не единственный способ формирования островов. Часто они образуются при извержении подводных вулканов, как остров Пасхи. Соловецкие острова стали подниматься из моря после того, как скальные участки суши были разрушены и вдавлены ледником, внутри земной коры образовалось излишнее давление, которое в настоящее время и выдавливает их наружу. В любом случае возникновение островов способствовало развитию человеческой цивилизации. Тот же остров Пасхи показал пример фантастического мастерства и изобретательности местных жителей, которые делали статуи высотой с пяти– и даже семиэтажный дом [6, 7]. Об изобретениях, созданных на Соловках, я уже писал в [2, 3]. Погибшая при извержении вулкана цивилизация о. Санторин поражает даже тем, что от нее осталось. Кстати, здесь вулкан разрушил остров, который сначала при медленном истечении лавы им же и был создан. Венеция, Япония, Великобритания и многие другие страны показали примеры эффективного островного развития. Ограниченность ресурсов заставляла людей надеяться только на себя и проявлять чудеса изобретательности.
И наконец, самое интересное явление с точки зрения изобретательских подходов – образование тропических циклонов. Они преимущественно формируются в широтных зонах от 5 до 25 градусов, как в Северном, так и в Южном полушарии (рис. 2.4). Например, на 15-м широтном Северного полушария над океаном образовался очень теплый воздух, причиной этому может быть, например, рябь на воде, мгновенно меняющая коэффициент отражения солнечного света. Этот воздух поднимается вверх и над океаном образуется зона (нулевая) низкого давления 1 (рис. 2.5). А теперь представим себе, что условно на 10-м и 20-м градусах (ближе и дальше от экватора) образовались зоны высокого давления 2 и 3, это тоже вполне обычное дело. Эти зоны начинают стремиться к зоне низкого давления 1. Но Земля вращается, если смотреть на экватор, слева направо, и зона 2 на 10-м градусе (первая зона) вращается быстрее, чем зона 3 на 20-м градусе (вторая зона). Первая быстрая зона 2 стремится к нулевой зоне 1, входит в менее скоростные участки атмосферы, по инерции начинает обгонять окружающие участки и закручивается вправо. Вторая медленная зона 3 стремится к нулевой зоне 1, входит в более скоростные участки атмосферы, из-за своей инерционности начинает отставать от окружающих участков и закручивается влево. Таким образом формируется вихрь, направленный в Северном полушарии против часовой стрелки. Соответственно, циклоны, сформированные в Южном полушарии зоной низкого давления 4 и зонами высокого давления 5 и 6, имеют закрученность по часовой стрелке. Диаметр циклона может составлять несколько сотен и даже тысяч километров с безветрием в центре, называемом глаз циклона (рис. 2.4) до 60 км в поперечнике. Следует заметить, что ниже 5-го широтного градуса циклоны не образуются, так как в области экватора у близлежащих участков скорости меняются не быстро, а выше 25-го широтного градуса их образование затрудняется меньшим углом падения солнечных лучей на поверхность океана и соответственно уменьшением температурных аномалий. Справедливости ради надо заметить, что в связи со всеобщим потеплением регион возникновения циклонов расширился. Например, в 2004 году в Южной Атлантике, гораздо выше 25-го широтного градуса, впервые возник мощнейший циклон и обрушился на Бразилию [8]. Вообще говоря, для образования циклона не так уж важно формирование зон высокого давления выше и ниже зоны низкого давления, циклон начнет формироваться даже при наличии одной лишь зоны низкого давления с нормальным давлением вокруг нее. Ведь нормальное давление также устремит потоки воздуха в нулевую зону [4]. Начнем составлять формулу изобретения на способ формирования циклонов с самого начала процесса возникновения планеты. Это сделано умышленно, чтобы показать, что даже в усложненном варианте формулы могут быть достаточно понятными.
